变温相变材料贮能研究：（一）理论探讨

本文建立了变温相变材料（ＰＣＭ）贮能的一维传导模型，分析了恒温相变、线性相变温度分布和抛物线相变温度分布对ＰＣＭ相变时间的影响，在忽略显热条件下导出了相变率与相变时间的关系式并获得了最佳线性和最佳抛物线性相变温度分布。结果表明，具有特定相变温度分布的ＰＣＭ在贮能系统中的应用能够显著提高蓄能、释能速度。     

相变储热研究进展：（1）相变材料特性与储热系统优化

本文从如下两个方面总结了相变储热（ＬＴＥＳ）的研究现状：①在相变材料（ＰＣＭ）方面,重点分析了ＰＣＭ种类、提高导热能力的方法、增强工作性能稳定性和改性的措施、降低过冷度和新的成核添加剂,以及固－固相变的研究进展;②ＬＴＥＳ系统的热力学优化和ＰＣＭ相变过程的数值模拟方法。     

理想均匀等速相变传热机理之研究

本文给出了物质“理想均匀等速相变”这一概念,在忽略相变材料（ＰＣＭ）相变过程显热交换的前提下,通过理论分析,导出了描述一维理想均匀等速相变传热过程的有关表达式。结果表明,与传统恒温相变传热相比,对于球、圆柱和平板、理想均匀等速相变时间可以分别减少６０％,５０％和３３％,并且理想均匀等速相变能够实现热能的等速率利用。“理想均匀等速相变”的理论结果为组合式ＰＣＭ固－液及固－固相变储能（ＴＥＳ）系统的实     

变温相变材料贮能研究：（二）数值模拟

本文建立了变温相变材料贮能的一维传导模型。结合理论探讨结果，通过数值模拟，分析了三种相变温度分布（即定温分布、线性分布和抛物线分布）对相变时间的影响，得到了最佳线性和最佳抛物线相变温度分布。结果表明，在潜热贮能系统中应用具有特定相变温度分布的相变材料能够显著提高蓄能、释能速率。     

组合式相变材料蓄热系统中相变温度分布研究

建立了组合式相变材料蓄热系统物理模型，在忽略显热的假设条件下研究了相变温度呈线性分布的组合式相变材料蓄热系统传热特性，得出了最优线性相变温度分布，并采用考虑显热的数值计算（有限差分法）证实了理论分析得出的最优相变温度与实际相变温度分布几乎相同。     

贮能系统组合式相变材料的相变温度分布特性研究

本文在总结作者前期相关研究工作的基础上，应用有限差分法对组合式相变材料贮能系统进行了数值模拟，重点探讨了相变温度分布对系统相变时间的影响。结果表明：①在忽略显热条件下导出的最佳线性相变温度分布与组合式相变材料的最佳相变温度分布相同；②与传统单一相变材料贮能系统相比，通过合理布置相变温度分布，组合式相变材料的贮能系统蓄能－释能速率可提高２５￣４０％。     

铝硅合金用作相变储热材料的研究

本文针对铝合金相变储热材料（ＰＣＭ）的高温氧性能、热循环特性以及与容器材料的相容性进行了实验研究。结果表明，铝硅合金由于相变潜热大，熔点适中，而且性能稳定，是一种较为理想的中高温相变储热材料。     

相变热传导的计算

对相变材料进行相变传热分析，在其实际应用中具有重要的意义。但由于相变过程存在一个移动的边界面，因而相变传热的计算比之单纯热传导更为复杂。本文介绍了一种基于焓法的数值计算方法，它不用考虑相界面的移动，在相变传热的计算（尤其是多维计算）中，具有特殊的优越性。     

相变潜热随温度变化对固-液相变过程的影响

对相变潜热随温度变化的变温固液相变过程进行了数值分析计算，重点分析了相变潜热随温度变化对相变过程的影响。结果表明，对于相变潜热随温度变化的相变过程，其主要影响因素仍然是Stefan数、相对导热系数、相对热扩散系数、相变温度宽度等基本无量纲数。尽管相变潜热随温度的变化会对相变过程造成一定的影响，但如果用相变温度范围内的平均潜热代替实际相变且视为常数，则可以较好地近似实际相变过程：由此不会给预测融化所需要的总时间带来明显的误差，而对温度分布的影响也很小，主要集中在液固过渡区内。     

热储能系统相变材料多重相变问题的数值模拟——周期性加热冷却第三类边界条件

该文发展了二维非定常导热并带有多重相变运动边界问题的双倒易边界元方法。对一类热储能系统中，相变材料在周期性加热冷却第三类边界条件下出现的多重相变运动边界问题进行了模拟，得出了系统内部瞬态温度分布及相变界面随时间推进的变化图像。这项研究表明，双倒易边界元方法能够很好地处理这类问题，这类数值分析有助于热储能系统的优化热设计。     

新型定形板状相变材料的蓄/放热特性

对填充了新型定形板状相变材料的蓄热槽的蓄／放热特性进行了数值计算分析和实验比较。根据数值计算，对影响蓄热槽蓄／放热特性的主要因素——相变材料的几何尺寸、相变材料的导热系数、流体流速、对流放热系数、相变材料填充率等的影响规律进行了分析研究，计算出了蓄热槽内温度分布随时间的变化；并在实验台上测试了蓄热槽初始温度、流人和流出蓄热槽流体温度、作为蓄热体的相变材料测点温度随时间的变化，计算结果与实验结果具有较好的一致性。     

相变蓄热式家用太阳热水系统国外研究进展

综述了国外相变蓄热材料在家用太阳热水系统中的应用研究进展情况;指出相变蓄热材料的应用可以提高系统的集热效率;能量蓄积密度和太阳能保证率。材料的性质（如导热系数、熔点、比热容,相变潜热、密度等）、设计参数（蓄热材料的体积、换热管的数量和位置）以及材料的包装方式（形状和大小）影响系统性能（包括效率、出水温度、热水可用时间、热损及蓄放热速率）。     

非理想相变特性材料热性能简化分析方法及适用条件

采用焓法、分析了蓄能相变材料相变区比热特性性对其蓄换热性能的影响。该方法对潜热型蓄换热系统的热性能分析和计算是普适的。针对该方法较为复杂而理想相变材料（相变温度为一点）热特性的分析较为简单并有大量结果可供参考的特点，讨论了采用对理想相变材料适用的蓄换热性能分析方法和公式来计算相变温度为一个温度区间的非理想相变材料蓄换热特性的适用条件。所得结论拓宽了理想相变材料蓄换热性能分析方法及结果的适用范围。在很多情况下，大大简化了非理想相变材料蓄换性能的分析和计算，对各种蓄能相变换热器的设计和性能优化具有指导意义。     

相变材料相变点温度热物性的测试及误差分析

固-液相变过程中移动的相界面曲线与两相热物性如比热、密度、导热系数以及相变潜热是密切相关的。本文提出通过测定相界面的移动速率来确定相变材料固-液相变温度点导热系数等多个热物性参数的方法,并设计了相应的测试装置。对测试系统的测量误差进行了定量分析,发现采用数值计算与实验相结合的方法测试的系统误差不超过3％。利用研制的测试系统对几种材料的导热系数和热扩散系数进行了测定,得到了满意的结果,表明本文所提出的测试方法是可信的。     

储热用高温相变复合材料

采用陶瓷技术将碳酸盐共熔物储热介质与陶瓷基体复合在一起，制成一种新的高温相变复合材料。这种复合材料的致密度和高温相变潜热分别达到了理论值的９０％和７０％，使用温度可以达到８００℃。在３００￣８００℃温度范围内，储热量为７４３．２ｋＪ／ｋｇ。探讨了熔烧温度、保温时间、成形压力、原材料和添加剂的影响。系统的基本组成是Ｎａ２ＣＯ３＋ＢａＣｏ３＋ＭｇＯ。     

基于热焓方程的相变材料凝固时间分析

对相变导热的研究,以往大多集中于固液边界层的移动速率,间接推导相变时间。对相变材料焓值与温度建立数学模型,并基于数学模型和热力学第一定律,建立一种新的相变导热热焓方程。运用该方程,可直观分析相变材料发生相变凝固所需时间,并分析影响固液相变时间的具体因素。计算表明,在零维非稳态导热中,相变时间与相变材料质量、相变潜热、换热面积、对流换热系数、相变材料与周围冷却介质温差有关。     

基于圆柱形单元的储热装置放热实验研究

蓄热水箱作为太阳能供暖系统的重要核心设备,其性能直接影响着储能系统的整体运行效率。设计一种基于圆柱形相变单元的相变储热装置,并搭建相变蓄热水箱性能测试平台,通过单一控制变量法得到储热装置放热过程的温度变化曲线。研究表明：对于空间一定的储热装置,在等质量相变材料（PCM）时,相变单元的直径对装置放热速率的影响较大;相变单元之间的间距对装置放热速率的影响较小;当增大换热流体（HTF）的入口流量及降低HTF入口温度时,能大大减少储热装置的放热时间,提高储热装置的整体性能。     

太阳能吸热器换热管蓄热数值模拟与试验研究

对以高温共晶盐LiF—CaF2为相变材料(PCM)和以干空气为工质的相变蓄热系统，采用焓方法建立了以控制体单元为对象的单管相变蓄热模型，并对系统进行了数值分析，得到了循环工质气体出口温度、相变材料容器最高温度和平均壁温等参数的瞬态变化曲线，实验研究了吸热器换热管的蓄傲热性能，分析了工质进口温度、输入热流级工质流量对工质出口温度、PCM容器平均壁温及最高壁温的影响。计算结果和试验表明单元换热管的蓄傲热性能达到了设计要求，试验结果与数值计算吻合良好。     

蓄冷球凝固的FLUENT数值模拟研究

利用计算流体力学软件FLUENT凝固／熔化模型对一种相变材料蓄冷球的凝固过程进行数值模拟研究,得到了在第一类边界条件下蓄冷球凝固过程的温度场分布,相界面移动规律,并分析了凝固时间与壁面温度和球径的关系。本文所得到的结论对相变问题的数值模拟以及相变蓄能装置的设计具有重要的参考价值。     

相变材料特性对建筑围护结构传热的影响

采用有限容积法对选用相变材料时建筑围护结构的传热问题进行数值研究。利用"焓法模型"进行求解,得出如下结论:随着相变层的增厚,相变层内侧温度变化越小,稳定时间在增加;随着相变温度的升高,相变层内侧温度变化比较大,稳定时间在缩短,相变温度主要影响相变层的稳定时间;随着相变潜热量的增加,相变层内侧温度变化较小,稳定时间增长。由此可见,不同相变材料的潜热量对传热的稳定时间有直接影响;当导热系数较小时,固体层内侧温度变化较小,稳定时间比较长;当导热系数较大时,全天都可以较快地进行热传递,从而导致温度变化比较大;相变半径的影响可以不予考虑。